连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构及施工方法与流程

本发明属于既有桥梁加固，具体涉及一种连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构及施工方法。

背景技术：

1、随着城市轨道交通工程的网络化建设，城市轨道交通区间隧道工程不可避免地将大量下穿既有建构筑物。针对城市轨道交通区间隧道下穿常规桥梁桩基础时，目前成熟的做法是在被下穿的桥梁基础下方新设加固承台梁，并通过新建桩基础将桥梁荷载传递到地层中，以达到桩基加固的目的。

2、连续钢构桥是墩梁固结的连续桥梁，各孔桥跨梁在墩顶连续并与墩固结，墩在桥纵向的抗弯刚度较小。其一般采用预应力混凝土箱型梁和薄壁墩，适用于大跨径桥梁。当城市轨道交通区间隧道下穿连续刚构桥梁薄壁墩时，若在基础下方新设加固承台梁，连续刚构桥梁薄壁墩的横断面为细条型结构，墩身刚度较小，能承担的外部附加荷载能力较小，容易导致结构不稳定。更重要的是，连续刚构桥墩、连续梁以及基础均为多重超静定力结构，这种结构对由于自身刚度改变和温度变化导致的容许附加应力值非常小，桩周进行大量植筋对薄壁墩的破坏也较大，还应当保证薄壁墩的柔性刚度变化在规范允许范围5％以内，因此对加固结构的布置和结构形式提出了苛刻要求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构及施工方法，保证薄壁墩加固结构施工期间和区间隧道下穿过程中，既有的连续刚构桥梁及薄壁墩的结构稳定性。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构，包括薄壁墩基础，以及竖向设置于所述薄壁墩基础上的薄壁墩，所述薄壁墩的上方设置有桥面；所述薄壁墩的下部设置有位于所述薄壁墩基础上的加固梁，所述加固梁沿所述薄壁墩的周向包覆所述薄壁墩，所述加固梁沿所述薄壁墩基础的周向凸出于所述薄壁墩基础；

3、还包括设置于所述加固梁下方的加固桩，所述加固梁沿桥面宽度方向l1的两端均设置有所述加固桩。

4、进一步的，所述加固梁包括内箍筋、梁钢筋、外箍筋和混凝土结构；

5、所述混凝土结构沿所述薄壁墩的周向包覆所述薄壁墩、沿所述薄壁墩基础的周向凸出于所述薄壁墩基础，所述加固桩的上端与所述混凝土结构相连；

6、所述内箍筋、梁钢筋和外箍筋均位于所述混凝土结构中；

7、所述内箍筋与外箍筋均为水平布置的环形结构；所述内箍筋箍设于所述薄壁墩上；所述外箍筋与梁钢筋相连，且与所述薄壁墩之间具有间距。

8、进一步的，所述薄壁墩上开设有沿其自身周向布置的卡槽，所述内箍筋卡设于所述卡槽中。

9、进一步的，所述内箍筋与外箍筋均设置有多个，多个所述内箍筋与多个所述外箍筋均沿竖直方向均布。

10、进一步的，还包括竖向设置的加强环，所述加强环包括沿桥跨方向l2水平布置的穿孔钢筋，所述穿孔钢筋通过所述薄壁墩穿设安装；

11、所述穿孔钢筋的两端位于所述薄壁墩之外、且位于所述混凝土结构之中；所述穿孔钢筋设置有两根，两根所述穿孔钢筋上下间隔、且相平行布置；两根所述穿孔钢筋通过竖筋相连，所述穿孔钢筋的两端均连接有所述竖筋；

12、所述加强环设置有多个，多个所述加强环沿桥面宽度方向l1均布、且通过水平布置的连接筋相连。

13、连续钢构桥梁薄壁墩加固结构的施工方法，包括步骤：

14、s1，根据基坑外轮廓线，现场放线确定基坑支护桩和加固桩的位置；按设计要求施作基坑支护桩和加固桩；

15、薄壁墩基础沿桥面宽度方向l1的两侧均设置有加固桩，加固桩远离薄壁墩基础的一侧设置有基坑支护桩；基坑支护桩设置有多个，多个基坑支护桩沿桥跨方向l2均布；

16、加固桩的顶端与薄壁墩基础的上表面齐平，基坑支护桩的顶端高于加固桩的顶端；

17、s2，待基坑支护桩和加固桩达到设计强度后，施作位于基坑支护桩上的冠梁，冠梁沿桥跨方向l2布置；薄壁墩基础沿桥面宽度方向l1的两侧均施作有冠梁；

18、待冠梁达到设计强度后，施作沿桥面宽度方向l1布置的贝雷梁，贝雷梁的一端置于其中一个冠梁上，另一端置于另一个冠梁上；在贝雷梁上安装用于支撑桥面的竖向支撑结构；

19、s3，基坑开挖，向下开挖至薄壁墩基础处，使薄壁墩基础的上表面和加固桩的顶端露出；施作位于薄壁墩下部的加固梁，使加固梁置于薄壁墩基础和加固桩上；加固梁沿周向包覆薄壁墩、且沿周向凸出于薄壁墩基础，加固梁沿桥面宽度方向l1的两端均通过加固桩支撑；

20、s4，待加固梁达到设计强度后，回填基坑，拆除竖向支撑结构。

21、进一步的，所述步骤s3中，施作位于薄壁墩下部的加固梁，包括步骤：

22、在基坑中搭设模板，使模板中的底板置于加固桩和薄壁墩基础上，模板中的侧板沿薄壁墩的周向合围，以形成位于薄壁墩下部且沿薄壁墩周向布置的浇筑空间；

23、施作加强环，加强环包括沿桥跨方向l2水平布置的穿孔钢筋，探测薄壁墩的主筋位置，避开主筋位置，使穿孔钢筋贯穿薄壁墩、穿孔钢筋的两端均位于薄壁墩之外；两根穿孔钢筋上下间隔、且相平行布置，将上下两根穿孔钢筋通过竖筋相连，穿孔钢筋的两端均连接有竖筋，竖筋位于浇筑空间中；

24、将内箍筋沿薄壁墩的周向绑扎固定在薄壁墩上；在浇筑空间中安装梁钢筋，将外箍筋连接固定在梁钢筋上，外箍筋沿薄壁墩的周向布置，且与薄壁墩之间具有间距；内箍筋与外箍筋均为水平布置的环形结构；

25、向浇筑空间中浇筑混凝土。

26、进一步的，所述步骤s3中，将内箍筋沿薄壁墩的周向绑扎固定在薄壁墩上之前，还包括步骤：在薄壁墩上开凿卡槽，将内箍筋卡设于卡槽中。

27、进一步的，所述步骤s3中，将内箍筋沿薄壁墩的周向绑扎固定在薄壁墩上之前，还包括步骤：清理薄壁墩的外表面。

28、进一步的，所述步骤s2中的竖向支撑结构与桥面之间设置有变形间距。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构及施工方法，保证薄壁墩加固结构施工期间和区间隧道下穿过程中，既有的连续刚构桥梁及薄壁墩的结构稳定性。

技术特征：

1.连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构，包括薄壁墩基础(1)，以及竖向设置于所述薄壁墩基础(1)上的薄壁墩(2)，所述薄壁墩(2)的上方设置有桥面(3)；其特征在于，所述薄壁墩(2)的下部设置有位于所述薄壁墩基础(1)上的加固梁(4)，所述加固梁(4)沿所述薄壁墩(2)的周向包覆所述薄壁墩(2)，所述加固梁(4)沿所述薄壁墩基础(1)的周向凸出于所述薄壁墩基础(1)；

2.如权利要求1所述的连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构，其特征在于，所述加固梁(4)包括内箍筋(401)、梁钢筋、外箍筋(402)和混凝土结构(403)；

3.如权利要求2所述的连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构，其特征在于，所述薄壁墩(2)上开设有沿其自身周向布置的卡槽(201)，所述内箍筋(401)卡设于所述卡槽(201)中。

4.如权利要求2所述的连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构，其特征在于，所述内箍筋(401)与外箍筋(402)均设置有多个，多个所述内箍筋(401)与多个所述外箍筋(402)均沿竖直方向均布。

5.如权利要求2所述的连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构，其特征在于，还包括竖向设置的加强环，所述加强环包括沿桥跨方向l2水平布置的穿孔钢筋(404)，所述穿孔钢筋(404)通过所述薄壁墩(2)穿设安装；

6.连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构的施工方法，其特征在于，施工如权利要求1-5中任意一项所述的连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构，包括步骤：

7.如权利要求6所述的连续钢构桥梁薄壁墩加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤s3中，施作位于薄壁墩(2)下部的加固梁(4)，包括步骤：

8.如权利要求7所述的连续钢构桥梁薄壁墩加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤s3中，将内箍筋(401)沿薄壁墩(2)的周向绑扎固定在薄壁墩(2)上之前，还包括步骤：在薄壁墩(2)上开凿卡槽(201)，将内箍筋(401)卡设于卡槽(201)中。

9.如权利要求7所述的连续钢构桥梁薄壁墩加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤s3中，将内箍筋(401)沿薄壁墩(2)的周向绑扎固定在薄壁墩(2)上之前，还包括步骤：清理薄壁墩(2)的外表面。

10.如权利要求7所述的连续钢构桥梁薄壁墩加固结构的施工方法，其特征在于，所述步骤s2中的竖向支撑结构与桥面(3)之间设置有变形间距。

技术总结
本发明属于既有桥梁加固技术领域，具体涉及一种连续钢构桥梁薄壁墩的加固结构及施工方法，其包括薄壁墩基础，以及竖向设置于所述薄壁墩基础上的薄壁墩，所述薄壁墩的上方设置有桥面；所述薄壁墩的下部设置有位于所述薄壁墩基础上的加固梁，所述加固梁沿所述薄壁墩的周向包覆所述薄壁墩，所述加固梁沿所述薄壁墩基础的周向凸出于所述薄壁墩基础；还包括设置于所述加固梁下方的加固桩，所述加固梁沿桥面宽度方向L1的两端均设置有所述加固桩。保证薄壁墩加固结构施工期间和区间隧道下穿过程中，既有的连续刚构桥梁及薄壁墩的结构稳定性。

技术研发人员：林刚,朱招庚,廖尚茂,周明亮,喻波,杨征,叶九发,刘昕铭,陶星,宋同伟,甄文战,王敏,陈汉波,李俊,易丹,王志远
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16